火电厂热控保护系统故障分析与预防措施研究

摘 要：电力供应是社会与经济发展的重要组成部分，火力发电是我国发电的主力之一。本文提出了热控保护系统的故障树，并针对热控保护系统可能出现的故障进行分析，并提出了相应的预防措施。

关键词：火力发电；热控保护；故障树；防護措施

随着社会经济的迅速发展，电力安全稳定的供应变得越来越重要。随着智能化与自动化设备的发展，热控保护系统也逐渐变得智能化与全自动化，但是热控保护系统也变得更加的复杂，故障概率也随之升高，因此对火电厂热控保护系统故障分析与预防措施也变得越来越有意义[ 1-2 ]。目前对火电厂热控保护工作的研究也有许多，但是对火电厂热控保护系统故障分析缺乏全面性与结构性。文献[3]针对火力发电的热控保护工作中存在的问题以及一些解决方法进行了探讨。文献[4]针对火力发电的热控保护过程中出现的拒动与误动两个故障原因进行了详细分析。针对目前对火电厂热控保护系统故障分析缺乏全面性与结构性等问题，本文提出一种基于故障树的火电厂热控保护故障分析方法，并根据故障情况提出了有效的解决措施。

1 基于故障树的火电厂热控保护系统故障分析

火电厂热控保护系统常见的故障一般分为五大类：控制主机硬件故障；软件故障；线路故障；外围元件故障；电源故障。热控保护系统故障树如图1所示。

从故障树可以看出热控保护系统的各个故障类型，以下对各故障尽心详细的说明：

1.1 控制主机故障

热控保护系统的控制系统主要采用分布式控制系统（Distributed Control System，DCS），DCS硬件主要包括网络通讯模块、信号处理模块以及输出模块。各个模块相互共同作用组成了DCS硬件单元。DCS硬件故障也可以按模块进行一一划分。

1.2 软件故障

软件故障主要指DCS控制系统的应用程序软件或者操作系统出现故障，当应用程序或者操作系统出现故障时，将直接影响着热控保护系统的稳定运行。

1.3 线路故障

DSC控制系统主要是用电缆线路，电缆故障最长出现的是电缆接线处出现短路故障，当发生短路故障时，会产生过电流，过电流可能会对设备或者工作人员造成伤害。电缆接线处有可能会出现老化，机械应力损坏等导致接线处出现短路或者虚接、虚焊等现场，这些现象的产生均会影响系统的正常运行。

1.4 外围元件故障

热控保护系统的除了系统主机外还包括了仪器仪表、检测温度、压力、流量的传感器、以及动作开关。这些外围元件故障时将会导致控制系统误操作，最终导致保护系统的破坏。因此外围元件的故障保护也是非常重要的。

1.5 电源故障

目前分布式控制系统的电源主要分为两大类：一类是总电源，一般指主机供电电源，交流供电为主，但主机供电电源发生故障时，主机无法正常运行。二类是开关电源模块，主要是对传感器、信号处理单元以及一些电子式动作开关等供电的电源，这类电源发生故障时，其余的外围元件也将发生故障。

2 火电热控保护故障有效预防措施分析

本文分析了热控保护系统的故障之后，针对上述故障分析研究，提出一些故障预防措施，具体措施如下：

2.1 热控保护系统模块化以及增加备用模块

热控保护系统一般是分布分层式系统，系统元件比较多，系统过于的复杂，无层次性，各模块之间可能会产生影响，若其中一部分损坏，可能导致整体不能用，若系统采用模块化，结构将会更加简单，各模块之间各自独立运行，相互协调，可以使得系统运行相互干扰性减小。

2.2 定期对系统进行调试与检修

由于热控系统是一个相对比较复杂的智能化控制系统，因此在长期的运行工程中，软件系统给的垃圾变多、传感器以及开关元件的灵敏度将会下降，因此要进行定期的进行检修或者调试，可以保证软件系统运行的更加稳定，保证动作元件的有效性，这样可以有效地防止误动与拒动的发生。

2.3 在保护逻辑上采用优化的逻辑组态

采用优化的逻辑组态可以有效的增强热控保护系统的安全性与稳定性，可以有效预防热控系统发生拒动与误动的故障。

2.4 采用双电源供电

采用双电源供电可以有效的防止当系统电源出现故障时，某元件的停止工作给整个系统造成直接的影响，双电源供电也可以防止系统停运或者系统崩溃等故障。

2.5 增强元件的机械性能

热动保护控制系统中由于长期的运行，自然环境或者外围应力的作用常常会使得线路被扯断、元件断裂等现象，为了防止这些现象，在挑选元件以及线路时，应尽量挑选机械强度比较强的线路或元件。

3 结论

由前面的研究分析可知，热控保护系统在火力发电运营中起了非常重要的作用，本文给出了具有结构性、层次性较强的热控保护系统故障分析，采用故障树形式分析热控保护系统故障可以较全面的对系统故障进行分析。针对故障情况，提出了有效的几项故障防御措施，进而保障热控系统的安全稳定运行。

参考文献：

[1] 张钦.火力发电厂常见热控保护技术分析[J].科技展望，2017，（02）：118.

[2] 张瑞春，吕波，杨静.浅谈火力发电厂的常见热控保护技术[J].科技风，2012，（01）：174.

[3] 吕映斌.火力发电厂的常见热控保护技术[J].科技传播，2016，（01）：95-96.

作者简介：孟永毅（1981-），男，工程师，从事电厂热工自动化仪表、程控保护检修、维护，热控专业技术监督及管理。